Файл: Основные понятия метрологии. Классификация измерений и средств измерений. Принципы и методы измерений.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 12.01.2024

Просмотров: 742

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

роль стрелки выполняет световой луч, отражённый от зеркала, скреплённого с подвижной частью прибора. Световое ОУ позволяет устранить погрешность от параллакса и повысить чувствительность прибора за счёт увеличения длины указателя и удвоения угла его поворота.

ОУ цифрового прибора позволяет получить показание непосредственно в цифровой форме. При этом погрешности отсчёта, характерные для ОУ со стрелочным показателем, исключаются. Для создания изображений цифр применяются цифровые индикаторы разл. конструкции.

4. Общие понятия о погрешностях измерений, их классификация. Систематические погрешности, методы их уменьшения.

Цель любых измерений – получение результата, то есть оценка истинного значения физической величины. Погрешности появляются из-за несовершенства применяемых методов и средств измерений, непостоянства влияющих на результат измерения физических величин и индивидуальных особенностей экспериментатора. На точность измерений влияют также внешние и внутренние помехи, климатические условия и порог чувствительности измерительного прибора.Результатом прямого однократного измерения является непосредственное показание средства измерения. При этом за погрешность результата измерения принимают погрешность средства измерения. В случае многократных наблюдений результат измерения и его погрешность находят различными методами статистической обработки всех выполненных измерений.

Погрешность измерений – это отклонение результата измерений от истинного значения измеряемой величины.

Погрешность средства измерения – разность между показаниями средства измерений и действительным значением измеряемой величины. Погрешность – одна из основных характеристик результата измерения.

Классификация:


  • по форме количественного выражения:
1) абсолютная погрешность – отклонение результата x от xи – истинного (или хд – действительного) значения измеряемой величины2) относительная погрешность – отношение абсолютной погрешности к хи д)
Дает возможность сравнивать точность измерений. Часто выражается в %.3) приведенная погрешность - потенциальная точность измерений, ,где - нормирующее значение (например, конечное значение шкалы)
  • 1   2   3   4

по закономерности появления:1) систематические погрешности Δс – составляющие погрешности, остающиеся постоянными или закономерно изменяющиеся при многократных измерениях одной и той же величины в одних и тех же условиях. 2) случайные погрешности – составляющие погрешности измерений, изменяющиеся случайным образом по значению и знаку при повторных измерениях одной и той же физической величины в одних и тех же условиях. Неизбежны, неустранимы, всегда имеют место в результате измерения.Их можно уменьшить многократными измерениями.3) грубые погрешности (промахи) – погрешности, существенно превышающие ожидаемые при данных условиях измерения. При многократных наблюдениях промахи выявляют и исключают из рассмотрения в соответствии с определенными правилами.Т.о если исключить промахи, абсолютная погрешность измерения представляется как сумма случайной и систематич.погрешности.

  • по виду источника погрешности:
1) методические – возникают из-за несовершенства метода измерений, упрощения объекта и модели измерения, из-за взаимного влияния средства измер-ия и объекта измерения; в процессе обработки измерения можно вычислить приблизительно; при переводе аналоговой вел-ны в числовую закладывается погрешность дискретизации.2)инструментальные погрешности – возникают из-за несовершенства средств измерений, т.е. от их погрешностей (неточная градуировка, смещение нуля и пр.). 3)внешняя погрешность – связана с отклонением влияющих величин от нормальных значений (влияние влажности, температура, электромагнитных полей и пр.). Этот вид погрешности можно отнести к систематическим и дополнительным погрешностям средств измерения.4)субъективная погрешность – вызвана ошибками оператора при отчете показаний. Устраняется применением цифровых средств измерений или автоматических методов измерения.

  • по характеру поведения измеряемой величины в процессе измерений:
1) статические – возникают при измерении установившегося значения измеряемой величины2) динамические – возникают при динамических измерениях. Причина – несоответствия временных характеристик прибора и скорости изменения измеряемой величины.

  • по условиям эксплуатации средства измерения:
1) основная погрешность – имеет место при нормальных условиях эксплуатации, оговоренных в паспорте или технических условиях средств измерения2) дополнительная погрешность – возникает из-за выхода какой-либо из влияющих величин за пределы нормальной области значений.Общая погрешность=систематическая+случайнаяСистематические погрешностиВ основу классификации системных погрешностей положена закономерность их поведения во времени.Отличительные особенности прогрессирующих (дрейфовых) погрешностей.

  • их можно скорректировать поправками только в данный момент времени, далее они непредсказуемо меняются;

  • изменение дрейфовых погрешностей во времени – нестационарный случайный процесс, который может быть описан весьма приблизительно в рамках теории стационарных случайных процессов.
Причины:

  • изменение температуры

  • регулярные внешние помехи

  • шкала градуировки

  • старение прибора

  • разрядка батареек
Основные методы исключения систематических погрешностей:1) Метод замещения – замена xизмер известной величиной А, получаемой с помощью регулируемой меры, чтобы показание прибора сохранялось неизменным. Погрешность неточного средства измерения устраняется, а абсолютная погр. определяется погрешностью отсчета измеряемой величины по указателю меры (или заменить на цифровой).2) Метод компенсации погрешности по знаку – используется для устранения постоянной сиситематической погрешности. Выполняются два измерения: и => , где хи-измеряемая величины3) Метод противопоставления – применяется в радиоизмерениях для уменьшения постоянных систематических погрешностей при сравнении измеряемой величины с известной величной, воспроизводимой образцовой мерой. 4) Метод рандомизации – перевод систематических погрешностей в случайные: некоторая величина измеряется рядом однотипных приборов с последующей оценкой результата измерений в виде математического ожидания (средние арифметические значения) выполненного ряда наблюдений; т.е. от прибора к прибору метод погрешностей изменяется случайным образом.
5) Метод введения поправок – поправки определяются экспериментально или путем специальных теоретических исследований и задаются в виде формул, таблиц или графиков (например, этот метод хорош при устранении постоянных инструментальных погрешностей, которые можно выявить при поверке прибора).6) Метод симметричных наблюдений – для выявления и исключения погрешностей, которые являются линейной функцией соответствующего аргумента (амплитуды, напряжения, времени, температуры и пр.). Используются для исключения погрешности, обусловленной, например, постепенным падением напряжения питания. 7) Графический метод – строится график, через точки проводят плавную линию, которая отражает тенденцию результата, если она есть. Если нет – переменную погрешность считают практически отсутствующей.При всех измерениях всегда остаются не исключенные остатки систематических погрешностей.5. Метрологические характеристики средств измерения, их нормирование. Класс точности, интервальная оценка допускаемой погрешности.Метрологические характеристики средств измерений — это характеристики свойств, оказывающие влияние на результаты и погрешности измерений.- показывают точность прибора и позволяют оценить возможную погрешность прибораТехническое средство можно использовать для измерений только в том случае, если оно является средством измерений, т е. имеет нормированные метрологические характеристики.Основные метрологические характеристики оценивают пригодность средств измерений к измерениям в известном диапазоне с известной точностью и обеспечивают:

  • сравнение средств измерений между собой и достижение их взаимозаменяемости;

  • возможность установления точности измерений;

  • выбор нужных средств измерений по точности и другим характеристикам;

  • определение погрешностей измерительных систем и установок;

  • оценку технического состояния средств измерений при их поверке.
1) Диапазон измерений — область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности измерительного прибора (средства измерения).2) Диапазон показаний — размеченная область шкалы измерительного прибора, ограниченная ее начальным и конечным значениями, т. е. указанными на ней наименьшим и наибольшим возможными значениями измеряемой величины (он может быть шире диапазона измерений).